EP4420754B1 - System zur herstellung von erythritolverbindungskristallen und süssmitteln mit hoher süsskraft und verfahren dafür - Google Patents

System zur herstellung von erythritolverbindungskristallen und süssmitteln mit hoher süsskraft und verfahren dafür

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EP4420754B1 EP23889852.2A EP23889852A EP4420754B1 EP 4420754 B1 EP4420754 B1 EP 4420754B1 EP 23889852 A EP23889852 A EP 23889852A EP 4420754 B1 EP4420754 B1 EP 4420754B1
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Claims (5)

  1. System zur Herstellung eines Verbundkristalls aus Erythrit und einem Hochintensitätssüßstoff, wobei das System dazu ausgebildet ist, eine Verdampfungskristallisation durchzuführen und eine zugesetzte Partikelgröße von Erythrit-Saatkristallen sowie eine Rührgeschwindigkeit aufeinander abzustimmen, wobei das System einen Fermentationsflüssigkeits-Speichertank (1), ein Keramikmembran-Filtrationssystem (2), ein Nanofiltrationssystem (3), einen ersten Verdampfer (4), einen ersten Kristallisationskessel (5), eine erste Zentrifuge (6), einen Zuckerauflösetank (7), einen Entfärbungstank (8), eine Ionenaustauschkolonne (9), einen Mischbehälter (10), einen zweiten Verdampfer (11), einen zweiten Kristallisationskessel (12), eine zweite Zentrifuge (13), einen Heißlufttrocknungstank (14), ein Wirbelschichttrocknungsbett (15) und einen Fertigprodukttank (16) umfasst, die der Reihe nach über Rohrleitungen miteinander verbunden sind, und
    das System ferner einen Hochintensitätssüßstoff-Speichertank (17), einen Primärmutterlaugetank (18) und einen Sekundärmutterlaugetank (19) umfasst, wobei
    der Fermentationsflüssigkeits-Speichertank (1) mit einem Zuführeinlass für sterilisierte Erythrit-Fermentationsflüssigkeit versehen ist,
    das Nanofiltrationssystem (3) mit einem Permeatauslass versehen ist,
    der Permeatauslass über eine Rohrleitung mit einem Zuführeinlass des ersten Verdampfers (4) verbunden ist,
    der Zuckerauflösetank (7) mit einem Zuführeinlass für gereinigtes Wasser versehen ist,
    der Mischbehälter (10) mit einem Zuführeinlass für den Hochintensitätssüßstoff versehen ist,
    jeweils die erste Zentrifuge (6) und die zweite Zentrifuge (13) mit einem Feststoffauslass und einem Flüssigkeitsauslass versehen ist,
    der Flüssigkeitsauslass der ersten Zentrifuge (6) über eine Rohrleitung mit einem Zuführeinlass des Primärmutterlaugetanks (18) verbunden ist,
    ein Auslass des Primärmutterlaugetanks (18) über eine Rohrleitung mit dem Zuführeinlass des ersten Verdampfers (4) verbunden ist,
    der Flüssigkeitsauslass der zweiten Zentrifuge (13) über eine Rohrleitung mit einem Zuführeinlass des Sekundärmutterlaugetanks (19) verbunden ist,
    ein Auslass des Sekundärmutterlaugetanks (19) über eine Rohrleitung mit dem Zuführeinlass des Mischbehälters (10) verbunden ist, und
    der Fertigprodukttank (16) ein hergestelltes Verbundkristallisationsprodukt aus dem Erythrit und dem Hochintensitätssüßstoff speichert.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Hochintensitätssüßstoff mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Steviosid, Mogrosid, Sucralose, Acesulfam oder Aspartam umfasst.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Verbundkristalls aus Erythrit und einem Hochintensitätssüßstoff, wobei das Verfahren das System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 verwendet, wobei das Verfahren umfasst:
    Vorgang 1, Erhalten eines Permeats, indem die in dem Fermentationsflüssigkeits-Speichertank (1) gespeicherte sterilisierte Erythrit-Fermentationsflüssigkeit der Reihe nach dem Keramikmembran-Filtrationssystem (2) zum Filtrieren und dem Nanofiltrationssystem (3) zum Trennen zugeführt wird, und Erhalten eines festen Erythrit-Monokristallzuckers sowie einer flüssigen Primärmutterlauge, jeweils, indem das Permeat über die Rohrleitungen dem ersten Verdampfer (4) zum Konzentrieren, dem ersten Kristallisationskessel (5) zum Kristallisieren und der ersten Zentrifuge (6) zum Zentrifugieren zugeführt wird, wobei
    die Primärmutterlauge vorübergehend in dem Primärmutterlaugetank (18) zwischengespeichert und anschließend über die Rohrleitung zum ersten Verdampfer (4) zur Wiederverwendung zurückgeführt wird, und
    in Vorgang 1 ein Gehalt an Erythrit im Permeat nach der durch das Nanofiltrationssystem (3) durchgeführten Trennung größer als 93% ist und eine Lichttransmission des Erythrits im Permeat größer als 85% ist;
    Vorgang 2, Erhalten einer Lösung, indem der Erythrit-Monokristallzucker in dem Zuckerauflösetank gelöst wird, an der Lösung nacheinander ein Entfärbungsvorgang mittels des Entfärbungstanks (8) und ein Verunreinigungsentfernungsvorgang mittels der Ionenaustauschkolonne (9) durchgeführt wird, Erhalten einer Mischflüssigkeit durch Mischen der verarbeiteten Lösung mit einer durch den Hochintensitätssüßstoff-Speichertank (17) geförderten Hochintensitätssüßstoffflüssigkeit und einer durch den Sekundärmutterlaugetank (19) geförderten Sekundärmutterlauge, und anschließend Erhalten eines festen Verbund-Feuchtzuckers aus dem Erythrit und dem Hochintensitätssüßstoff sowie der flüssigen Sekundärmutterlauge, jeweils, indem die Mischflüssigkeit über die Rohrleitungen der Reihe nach in den zweiten Verdampfer (11) zum Konzentrieren, den zweiten Kristallisationskessel (12) zum Kristallisieren und die zweite Zentrifuge (13) zur Zentrifugaltrennung eingeleitet wird, wobei
    die Sekundärmutterlauge vorübergehend in dem Sekundärmutterlaugetank (19) zwischengespeichert und anschließend über die Rohrleitung zum Mischbehälter (10) zur Wiederverwendung zurückgeführt wird,
    in Vorgang 2 eine Lichttransmission der verarbeiteten Lösung größer als 97% ist und eine Leitfähigkeit der verarbeiteten Lösung kleiner als 30 Mikrosekunden pro Zentimeter (µs/cm) ist,
    ein Brechungsindex eines Mischkonzentrats nach der durch den zweiten Verdampfer (11) an der Mischflüssigkeit durchgeführten Konzentration im Bereich von 65 bis 70% liegt, ein Erythritgehalt des Mischkonzentrats im Bereich von 95 bis 99.9% liegt, und ein Hochintensitätssüßstoffgehalt des Mischkonzentrats im Bereich von 0.1 bis 5% liegt;
    wobei, wenn die Kristallisation in dem zweiten Kristallisationskessel (12) durchgeführt wird, eine Rührgeschwindigkeit im Bereich von 50 bis 100 Umdrehungen pro Minute (rpm) eingestellt wird und eine Kristallisationstemperatur im Bereich von 60 bis 65°C eingestellt wird;
    nachdem Erythrit-Saatkristalle zugesetzt worden sind und die Erythrit-Saatkristalle in einer Zuckerlösung gleichmäßig dispergiert worden sind, die Kristallisationstemperatur und die Rührgeschwindigkeit konstant gehalten werden und die Kristallisation für 0.5 bis 2 Stunden (h) kultiviert wird;
    nach der Kultivierung der Kristallisation ein Druck des zweiten Kristallisationskessels (12) im Bereich von 150 bis 220 Millibar (mbar) eingestellt wird und eine Verdampfungskristallisation der Zuckerlösung unter Rühren durchgeführt wird;
    nachdem die Verdampfungskristallisation für 2 bis 6 Stunden durchgeführt worden ist, die Verdampfungskristallisation gestoppt wird und Kristalle aus dem zweiten Kristallisationskessel (12) ausgetragen werden, wobei ein Zugabeverhältnis der Erythrit-Saatkristalle im Bereich von 1 bis 5% liegt und eine Partikelgröße der Erythrit-Saatkristalle im Bereich von 0.250 mm bis 0.125 mm (60 bis 120 mesh) liegt; und
    Vorgang 3, Erhalten des hergestellten Verbundkristallisationsprodukts aus dem Erythrit und dem Hochintensitätssüßstoff, das vorübergehend in dem Fertigprodukttank (16) zwischengespeichert ist, indem an dem erhaltenen Verbund-Feuchtzucker aus dem Erythrit und dem Hochintensitätssüßstoff über die Rohrleitungen der Reihe nach ein Heißlufttrocknungsvorgang mittels des Heißlufttrocknungstanks (14) und ein Kaltlufttrocknungsvorgang mittels des Wirbelschichttrocknungsbetts (15) durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Vorgang 1 ein Brechungsindex eines Erythrit-Konzentrats, das nach der durch den ersten Verdampfer (4) an dem Permeat durchgeführten Konzentration erhalten wird, im Bereich von 55 bis 60% liegt, und eine Kristallisationstemperatur des ersten Kristallisationskessels (5) im Bereich von 60 bis 65°C liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Vorgang 3 eine Heißlufttemperatur in dem Heißlufttrocknungstank (14) im Bereich von 90 bis 100°C liegt und eine Kaltlufttemperatur in dem Wirbelschichttrocknungsbett (15) im Bereich von 15 bis 30°C liegt.
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